KR101130452B1 - 전력 자동 차단장치 및 이를 이용한 차단기 유닛 - Google Patents

Abstract

전원이 입력되고 있는 상태에서 차단기 유닛을 탈거할 경우 차단기가 자동으로 차단(open)되도록 하여 불의의 사고를 미연에 방지할 수 있도록 한 전력 자동 차단장치 및 이를 이용한 차단기 유닛을 제시한다. 제시된 전력 자동 차단장치는 전력분배장치의 서포터의 백플레인에 커넥터를 통해 결합되는 차단기 유닛에 설치되는 전력 자동 차단장치로서, 차단기 유닛이 백플레인으로부터 탈거되고 있음을 검출하는 검출부, 검출신호에 근거하여 트리거신호를 발생시키는 트리거부, 및 트리거신호에 근거하여 차단기 유닛의 차단기에 대한 전력 공급을 차단시키는 명령을 출력하는 전력 공급 차단 명령부를 포함한다.

Description

전력 자동 차단장치 및 이를 이용한 차단기 유닛{Apparatus for automatically breaking power and breaker unit using the same}

본 발명은 전력 자동 차단장치 및 이를 이용한 차단기 유닛에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전력분배장치에서 전력용 커넥터가 구비된 서포터로부터 플러그인 형태로 착탈 가능하게 장착되는 차단기 유닛의 차단기의 전력을 자동으로 차단할 수 있는 장치 및 이를 이용한 차단기 유닛에 관한 것이다.

최근, 전력분배용 차단기와 각종 센서를 모듈화하여 유닛(Unit)을 구성하고, 이 유닛을 플러그인 형태로 전력분배용 서포터에 착탈 형태로 실장하는 전력분배장치가 제안되어 있다. 본 발명의 명세서에서는 전력분배용 차단기와 각종 센서가 복합적으로 모듈화되어 있는 디바이스를 차단기 유닛이라고 한다.

도 1은 종래의 가변형 전력분배장치에서 사용되는 전력분배용 서포터의 사시도이다. 도 2는 도 1의 서포터에 플러그인 형태로 탈착되는 차단기 유닛의 사시도이다. 도 3은 도 1의 서포터의 백플레인과 도 2의 차단기 유닛간의 착탈을 예시한 도면이다.

종래의 가변형 전력분배장치는 커넥터를 이용하여 착탈 가능하게 전기적 접속을 이룰 수 있도록 구성되는 셀프(Shelf)(1) 및 차단기 유닛(Breaker Unit)(2) 등을 포함하여 구성된다. 이하의 명세서에서는 차단기 유닛(2)이 장착되어 기계적 지지를 받는 지지 구조물(예를 들어 셀프(1))을 서포터라고 한다.

먼저, 차단기 유닛(2)을 서포터(1)에 장착하는 경우에 대해 설명한다. 차단기 유닛(2)을 서포터(1)에 설치된 가이드(3)에 의해 안내되도록 삽입한다. 이어, 차단기 유닛(2)의 후면에 설치된 커넥터를 서포터(1)의 백플레인(back plane)(4)에 설치된 커넥터에 전기적으로 접속한다. 그 후, 차단기 유닛(2) 및 서포터(1) 각각의 볼트구멍(5a, 5b)에 캡티브 스크루(도시 생략) 등과 같은 체결부재를 이용하여 차단기 유닛(2) 및 서포터(1)를 나사결합한다. 반대로, 차단기 유닛(2)을 서포터(1)로부터 탈거할 때에는 상술한 장착 과정을 역순으로 진행하면 된다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 서포터(1)의 백플레인(4)은 외부로부터 전력이 입력되는 입력단(도시 생략)과 연결되는 입력 커넥터(SIC, SDC), 차단기 유닛(2)을 통과한 전력이 출력되는 출력 커넥터(SOC, SDC), 및 출력 커넥터(SOC, SDC)에 연결되어 외부로 전력이 출력되는 출력단(도시 생략)을 포함한다. 여기서, SIC는 백플레인(4)의 교류용 입력 커넥터(Input Connector)이고, SOC는 백플레인(4)의 교류용 출력 커넥터(Output Connector)이다. SDC는 백플레인(4)의 직류용 커넥터로서, 도면에서는 입력핀과 출력핀이 하나의 커넥터내에 함께 포함된 구성을 예시하고 있다.

한편, 차단기 유닛(2)은 과전류에 의하여 전력을 차단하는 차단기(MCCB)(6), 차단기(6)의 일단과 백플레인(4)의 입력 커넥터(SIC)를 연결하는 유닛 입력 커넥터(UIC), 차단기(6)의 타단과 백플레인(4)의 출력 커넥터(SOC)를 연결하는 유닛 출력 커넥터(UOC)를 포함한다. 여기서 UIC는 유닛의 교류용 입력 커넥터이고, UOC는 유닛의 교류용 출력 커넥터이다.

백플레인(4)은 각각 교류 전력의 입출력을 위한 커넥터와 직류 전력의 입출력을 위한 커넥터를 구비한다. 차단기 유닛(2)은 해당 차단기 유닛(2)이 교류용인지 직류용인지에 따라서 교류용 커넥터 또는 직류용 커넥터를 구비하게 된다. 여기서는, 설명의 편의상 교류용 커넥터를 구비한 차단기 유닛의 구성만을 나타낸다. 따라서 백플레인(4)은 범용성을 띠고 차단기 유닛(2)은 특정성을 띠게 되므로, 차단기 유닛(2)을 선정하여 장착함으로써 특정 목적에 맞는 전력분배장치가 구성된다.

이와 같은 종래의 가변형 전력분배장치에서는 서포터(1)의 백플레인(4)과 차단기 유닛(2) 단위로 운용자가 임의로 착탈가능하다. 그에 따라, 운용자는 부하의 폐기, 신설, 확장이나 증설에 따라 차단기의 갯수 또는 특성(상(相), AC, DC, 전류용량 등)을 쉽게 변경하거나 차단기의 대체, 교체, 폐기, 신설, 확장, 증설을 쉽게 할 수 있다. 그래서, 유지, 보수 등이 가능하고 편리하며, 경제적 부담이 현격히 줄어든다는 이점이 있다.

그러나, 서포터(1)의 백플레인(4)에 커넥터를 통하여 전기적으로 접속되는 차단기 유닛(2)을 탈착할 경우, 전원이 입력되고 차단기(6)가 켜진(ON; closed) 상태에서 탈착하게 되면 큰 전류가 흐르는 전력용 커넥터에서 스파크가 발생하게 된다. 이 스파크로 인해 커넥터의 수명이 단축된다.

이러한 스파크를 방지하기 위해서, 작업자는 필히 차단기(6)를 차단(OFF;open)한 후에 탈착해야 된다. 그러나, 작업자들의 실수로 인한 사고를 완전하게 방지하는 것은 현실적으로 불가능하다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 전원이 입력되고 있는 상태에서 차단기 유닛을 탈거할 경우 차단기가 자동으로 차단(open)되도록 하여 불의의 사고를 미연에 방지할 수 있도록 한 전력 자동 차단장치 및 이를 이용한 차단기 유닛을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시양태에 따른 전력 자동 차단장치는, 전력분배장치의 서포터의 백플레인에 커넥터를 통해 결합되는 차단기 유닛에 설치되는 전력 자동 차단장치로서,

차단기 유닛이 백플레인으로부터 탈거되고 있음을 검출하는 검출부; 검출신호에 근거하여 트리거신호를 발생시키는 트리거부; 및 트리거신호에 근거하여 차단기 유닛의 차단기에 대한 전력 공급을 차단시키는 명령을 출력하는 전력 공급 차단 명령부;를 포함한다.

바람직하게, 검출부는 일단이 차단기 유닛의 외부에 위치하고 타단이 차단기 유닛의 내부에 위치한 브래킷; 및 브래킷의 타단에 스위치 노브가 접촉되고, 브래킷의 일단의 구멍을 통해 차단기 유닛의 프론트 패널을 백플레인에 체결하는 체결부재의 체결 여부에 따라 온 또는 오프되는 푸시버튼 스위치;를 포함한다.

푸시버튼 스위치는 체결부재가 체결해제됨에 따라 스위치 노브가 브래킷의 타단을 차단기 유닛의 프론트 패널쪽으로 밀게 되어 온된다.

푸시버튼 스위치가 온되기까지의 스위치 노브의 돌출 길이는 차단기 유닛의 커넥터의 길이보다 짧다.

바람직하게, 검출부는 레버의 회동여부에 의해 온 또는 오프되는 마이크로 스위치; 및 차단기 유닛의 프론트 패널의 관통구멍을 통해 레버에 접촉되어 가압하는 돌출부가 형성된 손잡이를 갖춘 이젝터;를 포함한다.

마이크로 스위치는 돌출부가 레버와의 접촉을 해제함에 따라 레버가 회동되어 온된다.

마이크로 스위치가 온되기까지의 레버의 회동거리는 차단기 유닛의 커넥터의 길이보다 짧다.

바람직하게, 검출부는 차단기 유닛에 설치된 포토 인터럽터; 및 백플레인에 설치되고, 차단기 유닛의 탈거 여부에 따라 포토 인터럽터에 대해 삽입 또는 탈출되는 로드;를 포함한다.

포토 인터럽터는 로드의 타단이 탈출하면 온된다.

포토 인터럽터가 온되기까지의 로드의 탈출길이는 포토 인터럽터의 폭 이상이고 차단기 유닛의 커넥터의 길이보다 짧다.

전력 공급 차단 명령부는 전력 반도체 소자를 포함한다.

서포터의 백플레인은 상호 다른 돌출 길이를 갖는 두 개 이상의 입력 커넥터를 포함한다.

차단기 유닛은 상호 다른 돌출 길이를 갖는 두 개 이상의 입력 커넥터를 포함한다.

본 발명의 실시양태에 따른 차단기 유닛은, 앞서 기술한 전력 자동 차단장치; 및 전력 자동 차단장치에 의해 전력을 차단하는 차단기;를 포함한다.

이러한 구성의 본 발명에 따르면, 차단기 유닛에 전력 자동 차단장치를 설치함으로써, 사용자의 부주의로 인하여 전원이 입력되어 차단기가 켜진 상태에서 차단기 유닛을 서포터로부터 탈거하더라도 차단기에 공급되는 전력이 미연에 자동으로 차단된다.

그에 따라, 전력용 커넥터에서의 스파크 발생 등으로 인한 불의의 사고를 미연에 예방할 수 있게 된다. 이와 더불어, 경제적 부담이 현격히 줄어든다.

도 1은 종래의 가변형 전력분배장치에서 사용되는 전력분배용 서포터의 사시도이다.
도 2는 도 1의 서포터에 플러그인 형태로 탈착되는 차단기 유닛의 사시도이다.
도 3은 도 1의 서포터의 백플레인과 도 2의 차단기 유닛간의 착탈을 예시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 전력 자동 차단장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명의 제 1실시예에 따른 차단기 유닛을 설명하기 위한 도면으로서, 푸시버튼 스위치 및 브래킷을 이용하여 차단기 유닛이 서포터에 장착된 모습을 나타내는 정면도이다.
도 6은 도 5의 A-A선의 단면도로서, 푸시버튼 스위치가 오프(OFF)인 상태를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 7은 도 5의 A-A선의 단면도로서, 푸시버튼 스위치가 온(ON)인 상태를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 8은 본 발명의 제 1실시예의 차단기 유닛이 서포터에 장착되기 직전의 차단기 유닛의 커넥터와 서포터의 백플레인의 커넥터 부분의 구성을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제 2실시예에 따른 차단기 유닛을 설명하기 위한 도면으로서, 마이크로 스위치와 이젝터를 이용하여 차단기 유닛이 서포터에 장착된 모습을 나타내는 정면도이다.
도 10은 도 9의 B-B선의 단면도로서, 마이크로 스위치가 오프(OFF)인 상태를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 11은 도 9의 B-B선의 단면도로서, 마이크로 스위치가 온(ON)인 상태를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 12는 본 발명의 제 3실시예에 따른 차단기 유닛을 설명하기 위한 도면으로서, 포토 인터럽터와 로드를 이용하여 차단기 유닛이 서포터의 백플레인에 장착되는 모습을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 13은 도 12의 C-C선의 단면도로서, 포토 인터럽터가 오프(OFF)인 상태를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 14는 도 12의 C-C선의 단면도로서, 포토 인터럽터가 온(ON)인 상태를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전력 자동 차단장치 및 이를 이용한 차단기 유닛에 대하여 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니된다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 4는 본 발명에 따른 전력 자동 차단장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다. 전력 자동 차단장치(10)에 대한 이하의 설명에서 도 1 내지 도 3에서의 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 참조부호를 동일하게 부여하고, 그에 대한 설명은 생략한다.

본 발명의 전력 자동 차단장치(10)는 전력분배장치의 서포터(1)의 백플레인(4)에 커넥터를 통해 결합되는 차단기 유닛(2)에 설치된다.

전력 자동 차단장치(10)는 서포터(1)인 셀프로부터 차단기 유닛(2)을 탈거할 때 차단기(6)로의 전력 공급을 자동으로 차단한다. 보다 상세하게는, 전력 자동 차단장치(10)는 차단기 유닛(2)의 차단기(6)가 켜진 상태에서 차단기 유닛(2)이 탈거되려고 할 때 차단기 유닛(2)이 완전히 탈거되기 이전에 미리 해당 차단기 유닛(2)이 탈거되고 있음을 검출하여 차단기(6)로의 전력 공급을 자동으로 차단한다.

전력 자동 차단장치(10)는 검출부(12), 트리거부(14), 및 전력 공급 차단 명령부(16)를 포함한다.

검출부(12)는 차단기 유닛(2)이 서포터(1)의 백플레인(4)으로부터 탈거되고 있음을 검출한다. 검출부(12)에 대한 다양한 실시예는 후술한다.

트리거부(14)는 검출부(12)로부터의 검출신호에 근거하여 트리거신호를 발생시킨다. 트리거부(14)는 전력 공급 차단 명령부(16)에게로 트리거신호를 보낼 수만 있다면 어떠한 회로 구성을 갖추어도 무방하다.

전력 공급 차단 명령부(16)는 트리거부(14)로부터의 트리거신호에 근거하여 차단기 유닛(2)의 차단기(6)에 대한 전력 공급을 차단시키는 명령을 트립 코일(20)에게로 보낸다. 트립 코일(20)은 차단기(6)를 트립시킨다. 그에 따라, 차단기(6)로의 전력 공급이 차단된다. 전력 공급 차단 명령부(16)는 사이리스터(SCR) 또는 트라이악(TRIAC) 등의 전력 반도체 소자로 구성된다.

상술한 구성의 전력 자동 차단장치(10)의 동작에 대해 설명하면 다음과 같다.

차단기 유닛(2)은 서포터(1)에 장착되어 있는 초기 상태에서는 비동작 상태로 있는다.

차단기(6)에 전력이 투입되고 있는 상태에서, 사용자가 부주의로 차단기 유닛(2)을 탈거하는 경우 차단기 유닛(2)의 완전 탈거 이전에 검출부(12)에서 차단기 유닛(2)이 탈거되고 있음을 미리 검출한다. 검출부(12)에서의 검출신호는 트리거부(14)에게로 전송된다.

트리거부(14)는 검출신호에 근거하여 트리거 신호를 전력 공급 차단 명령부(16)에게로 보낸다.

전력 공급 차단 명령부(16)는 트리거 신호에 의하여 트리거되어 차단기(6)의 트립 코일(20)에 전류가 흐르게 한다. 여기서, 전력 공급 차단 명령부(16)가 트리거 신호에 의하여 트리거되는 것을 차단기(6)에 대한 전력 공급을 차단시키는 명령을 트립 코일(20)에게 보내는 것으로 이해하면 된다.

트립 코일(20)에 전류가 흐르게 됨에 따라 차단기(6)가 자동으로 오픈된다. 여기서, 오픈이라 함은 차단기(6)의 핸들(도시 생략)이 자동으로 오프(OFF)상태로 됨을 의미한다.

이와 같이 차단기 유닛(2)에 전력 자동 차단장치(10)를 설치하게 되면, 예를 들어 플러그인 형태의 전력분배장치에서 서포터(1)인 셀프로부터 차단기 유닛(2)을 탈거하는 경우 전원이 입력되고 차단기(6)가 켜진(ON) 상태에서 차단기 유닛(2)을 탈거하더라도 차단기(6)에 공급되는 전력을 자동으로 차단할 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 차단기 유닛의 구체적인 실시예들에 대해 설명한다.

본 발명의 차단기 유닛은 커넥터를 이용하여 서포터(1)의 백플레인(4)에 착탈 가능하게 전기적 접속을 이룰 수 있도록 구성된다. 본 발명의 차단기 유닛은 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 구성요소 및 도 4를 참조하여 설명한 전력 자동 차단장치(10)를 포함한다. 즉, 본 발명의 차단기 유닛은 과전류의 발생시 트립 코일(20)에 의하여 트립되어 전력을 차단하는 차단기(6), 차단기(6)의 일단과 백플레인(4)의 입력 커넥터(SIC)를 연결하는 유닛 입력 커넥터(UIC), 차단기(6)의 타단과 백플레인(4)의 출력 커넥터(SOC)를 연결하는 유닛 출력 커넥터(UOC), 및 해당 차단기 유닛이 백플레인(4)으로부터 탈거될 때에 차단기(6)에 공급되는 전력을 차단하는 전력 자동 차단장치(10)를 포함한다.

한편, 이하의 실시예들에서는 전력 자동 차단장치(10)의 구성요소 중 검출부(12)의 구성을 제외한 다른 구성요소는 모두 동일하므로, 검출부(12)의 구성을 주로 하여 설명한다. 다만, 전력용 커넥터로서 입력 커넥터(SIC, UIC)만을 도시하지만 다른 커넥터의 경우도 원리가 동일하다.

(제 1실시예)

도 5는 본 발명의 제 1실시예에 따른 차단기 유닛을 설명하기 위한 도면으로서, 푸시버튼 스위치 및 브래킷을 이용하여 차단기 유닛이 서포터에 장착된 모습을 나타내는 정면도이다. 도 6은 도 5의 A-A선의 단면도로서, 푸시버튼 스위치가 오프(OFF)인 상태를 설명하기 위한 개략적인 도면이다. 도 7은 도 5의 A-A선의 단면도로서, 푸시버튼 스위치가 온(ON)인 상태를 설명하기 위한 개략적인 도면이다. 이하에서는 도 1 내지 도 4의 구성요소와 동일 또는 동등한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하고, 그들에 대한 설명은 생략한다.

제 1실시예에서의 검출부(12)는 푸시버튼 스위치(30), 및 브래킷(50)을 포함한다.

푸시버튼 스위치(30)는 차단기 유닛(2) 내의 예를 들어 PCB(도시 생략)상에 설치되고 스위치 노브(30a)를 구비한다. 푸시버튼 스위치(30)는 캡티브 스크루(40)의 체결 여부에 따라 온 또는 오프된다.

브래킷(50)은 일단(50b)이 차단기 유닛(2)의 프론트 패널(7)을 서포터(1)에 체결하는 캡티브 스크루(40)와 함께 체결된다. 브래킷(50)의 일단(50b)에는 캡티브 스크루(40)가 관통하는 관통구멍(54)이 형성되어 있다. 브래킷(50)의 타단(50a)은 차단기 유닛(2)의 프론트 패널(7)에 형성된 슬릿(52)을 통하여 스위치 노브(30a)에 접촉되어 가압된다. 캡티브 스크루(40)는 본 발명의 특허청구범위에 기재된 체결부재의 일 예가 된다.

도 6에서와 같이, 차단기 유닛(2)이 가이드(3)를 통하여 서포터의 백플레인(4)에 장착되어 있을 때(즉, 차단기 유닛(2)의 프론트 패널(7)이 캡티브 스크루(40)에 의하여 서포터(1)의 볼트구멍(5b)에 볼트 체결되어 있을 때)에는 브래킷(50)의 일단(50b)이 캡티브 스크루(40)와 함께 볼트 체결된다. 그와 더불어, 브래킷(50)의 타단(50a)이 푸시버튼 스위치(30)의 스위치 노브(30a)를 가압한다. 그에 따라, 차단기(6)의 트립 코일(20)에는 전류가 흐르지 않게 되어 차단기(6)가 정상적으로 동작하는 상태(쇼트 상태)가 된다.

반대로, 도 7에서와 같이, 차단기 유닛(2)을 서포터의 백플레인(4)으로부터 탈거할 때(즉, 캡티브 스크루(40)를 풀어서 차단기 유닛(2)의 프론트 패널(7)을 서포터(1)의 볼트구멍(5b)으로부터 분리할 때)에는 푸시버튼 스위치(30)의 스위치 노브(30a)가 브래킷(50)의 타단(50a)을 차단기 유닛(2)의 프론트 패널(7)쪽으로 밀어붙인다. 그에 따라, 푸시버튼 스위치(30)가 온(ON)상태로 된다. 도 7의 경우, 푸시버튼 스위치(30)가 온되기까지의 스위치 노브(30a)의 돌출 길이(L2)는 유닛 입력 커넥터(UIC)의 길이(L1)보다 짧다. 보다 자세하게는, 푸시버튼 스위치(30)가 온되기까지의 스위치 노브(30a)의 돌출 길이(L2)는 백플레인(4)의 입력 커넥터(SIC)의 암놈부내에 삽입된 유닛 입력 커넥터(UIC)의 길이(L1)보다 짧다고 할 수 있다. 이에 의해, 차단기 유닛(2)이 서포터의 백플레인(4)으로부터 물리적으로 완전히 탈거되기 전에 차단기 유닛(2)이 탈거되고 있음을 검출할 수 있다. 즉, 브래킷(50)의 타단(50a)이 프론트 패널(7)쪽으로 완전히 밀렸을 경우 스위치 노브(30a)의 돌출된 길이(L2)는 차단기 유닛(2)의 입력 커넥터(UIC)의 길이(L1)보다 짧기 때문에 차단기 유닛(2)이 완전히 탈거되기 전에 차단기 유닛(2)이 탈거되고 있음을 검출할 수 있다. 푸시버튼 스위치(30)의 온(ON) 신호(검출신호)는 트리거부(14)에게로 전달된다. 트리거부(14)는 온신호에 상응하는 트리거신호를 생성하여 전력 공급 차단 명령부(16)에게로 보낸다. 전력 공급 차단 명령부(16)를 구성하는 전력 반도체 소자는 트리거신호에 의해 트리거된다. 이로써, 차단기(6)의 트립 코일(20)에 전류가 흐르게 되어 트립 코일(20)이 작동된다. 트립 코일(20)의 작동에 의해 차단기(6)가 오픈된다. 여기서, 차단기(6)의 오픈이라 함은 차단기(6)의 핸들(22)이 자동으로 오프(OFF)상태로 됨을 의미한다.

이와 같이 제 1실시예에서는 푸시버튼 스위치(30)와 브래킷(50)을 포함하여 검출부(12)를 구현시킴으로써, 차단기 유닛(2)의 탈거를 쉽게 검출할 수 있게 된다. 이와 같은 제 1실시예의 검출부(12)를 포함하는 전력 자동 차단장치(10)가 차단기 유닛(2)에 설치됨에 따라, 전원이 입력되고 차단기(6)가 켜진(ON) 상태에서 차단기 유닛(2)을 서포터(1)로부터 탈거하는 경우이더라도 차단기(6)에 공급되는 전력을 자동으로 차단할 수 있게 된다. 그리하여, 전력용 커넥터에서의 스파크 발생 등의 불의의 사고를 미연에 방지할 수 있게 된다.

한편, 차단기 유닛(2)을 서포터(1)에 장착할 경우, 차단기(6)의 핸들(22)이 오프(OFF) 상태로 되어 있는 경우에는 전류가 흐르지 않는다. 그래서, 차단기 유닛(2) 및 서포터(1)의 각각의 입출력 커넥터 간의 접속시에 스파크가 일어나지 않는다.

그러나, 취급자의 부주의로 인해 차단기(6)의 핸들(22)이 온(ON)으로 되어 있는 상태에서 차단기 유닛(2)을 장착하는 경우에는 전류가 흐른다. 그에 따라, 차단기 유닛(2) 및 서포터(1)의 각각의 입출력 커넥터 간의 접속시에 스파크가 일어나게 되어 크고 작은 사고로 이어질 우려가 있다.

그래서, 본 발명에서는 도 8에서와 같이 핀 구성을 추가로 포함할 수 있다. 즉, 도 8에서는 서포터(1)의 백플레인(4)의 입력 커넥터(SIC) 또는 차단기 유닛(2)의 유닛 입력 커넥터(UIC)의 각 핀(P1 ~ P4 또는 PP1 ~ PP4)의 돌출 길이가 상이하다. 이러한 구성을 채택함으로써, 차단기 유닛(2)을 서포터(1)에 장착할 때에 커넥터 접속으로 인한 스파크의 발생을 감소시킬 수 있게 된다.

구체적으로, 도 8에서는, 차단기 유닛(2)의 장착시 백플레인(4)의 입력 커넥터(SIC)의 핀(P1 ~ P4)이 차단기 유닛(2)의 유닛 입력 커넥터(UIC)의 핀(PP1 ~ PP4) 내에 순차적으로 삽입되는 구조로 되어 있다. 즉, 백플레인(4)의 입력 커넥터(SIC)의 각 핀(P1 ~ P4)은 백플레인(4)으로부터의 돌출 길이가 P1>P2>P3>P4 순으로 되어 있다. 물론, 각 핀(P1 ~ P4)의 돌출 길이는 P4>P3>P2>P1 순으로 되어도 좋고, P1>P3>P2>P4 등과 같은 순으로 되어도 좋다. 차단기 유닛(2)의 장착시 차단기 유닛(2)의 유닛 입력 커넥터(UIC)의 핀(PP1 ~ PP4)이 대응하는 백플레인(4)의 입력커넥터(SIC)의 핀(P1 ~ P4)과 약간의 시간차를 두고서 순차적으로 접속된다. 이로써, 핀의 돌출 길이가 일정한 종래의 커넥터에 비하여 스파크의 발생을 현저하게 감소시킬 수 있다.

상술한 도 8에서는 백플레인(4)의 입력 커넥터(SIC)의 핀(P1 ~ P4)의 돌출 길이가 순차적으로 작아지게 구성시켰으나, 차단기 유닛(2)의 유닛 입력 커넥터(UIC)의 핀(PP1 ~ PP4)의 돌출 길이가 순차적으로 작아지게 구성시켜도 무방하다. 그리고, 설명의 편의상, 각 입력 커넥터(UIC, SIC)의 핀을 4개씩 구비한 3상 교류용 커넥터를 나타내고 있으나, 이에 한정되지 않고 장착되는 차단기 유닛에 대응하여 단상의 교류용 커넥터, 직류용 커넥터 등을 구비할 수 있음은 물론이다.

(제 2실시예)

도 9는 본 발명의 제 2실시예에 따른 차단기 유닛을 설명하기 위한 도면으로서, 마이크로 스위치와 이젝터를 이용하여 차단기 유닛이 서포터에 장착된 모습을 나타내는 정면도이다. 도 10은 도 9의 B-B선의 단면도로서, 마이크로 스위치가 오프(OFF)인 상태를 설명하기 위한 개략적인 도면이다. 도 11은 도 9의 B-B선의 단면도로서, 마이크로 스위치가 온(ON)인 상태를 설명하기 위한 개략적인 도면이다. 이하에서는 도 1 내지 도 4의 구성요소와 동일 또는 동등한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하고, 그들에 대한 설명은 생략한다.

제 2실시예에서의 검출부(12)는 마이크로 스위치(66) 및 이젝터(60)를 포함한다.

마이크로 스위치(66)는 차단기 유닛(2)의 내부 예를 들어 PCB(도시 생략)상에 설치된다. 마이크로 스위치(66)는 레버(66a)의 회동 여부에 의해 온 또는 오프된다.

이젝터(60)는 차단기 유닛(2)의 프론트 패널(7)의 관통구멍(62)을 통해 레버(66a)에 접촉되어 가압하는 돌출부(64)가 형성된 손잡이(60a)를 갖춘다. 이젝터(60)는 차단기 유닛(2)의 프론트 패널(7)에 장착된다. 이젝터(60)는 힌지(도시 생략)를 통하여 손잡이(60a)가 상하방향으로 회전이동한다. 손잡이(60a)의 회전이동에 의해, 이젝터(60)의 걸쇠(60b)가 프론트 패널(7)의 관통구멍(62)을 통하여 서포터(1)에 형성된 걸림쇠(61)에 걸림 또는 걸림해제된다. 이러한 동작으로 차단기 유닛(2)을 서포터(1)에 대하여 착탈하도록 하고 있다.

한편, 제 2실시예의 이젝터(60)의 구성은 특별히 제한되지 않는다. 이젝터(60)는 손잡이(60a)가 차단기 유닛(2) 내에 설치된 마이크로 스위치(66)의 레버(66a)에 접촉되어 가압할 수 있는 기능을 가지고 있으면 얼마든지 설계변경될 수 있다.

도 10에서와 같이 차단기 유닛(2)이 서포터의 백플레인(4)에 장착되어 있을 때(즉, 차단기 유닛(2)이 이젝터(60)에 의하여 서포터의 백플레인(4)에 장착되어 있을 때)에는 이젝터(60)의 손잡이(60a)의 돌출부(64)가 마이크로 스위치(66)의 레버(66a)를 가압한다. 그에 의해 차단기(6)의 트립 코일(20)에는 전류가 흐르지 않게 되고, 차단기(6)가 정상적으로 동작하는 상태(쇼트 상태)가 된다.

반대로, 도 11에서와 같이 차단기 유닛(2)을 서포터의 백플레인(4)으로부터 탈거할 때(즉, 캡티브 스크루(40)를 푼 다음 이젝터(60)의 손잡이(60a)를 앞으로 잡아당기면) 손잡이(60a)의 돌출부(64)에 의해 가압 접촉되어 있던 마이크로 스위치(66)의 레버(66a)가 가압 해제된다. 그에 의해, 마이크로 스위치(66)가 온(ON) 상태로 된다. 도 11의 경우, 마이크로 스위치(66)가 온되기까지의 레버(66a)의 회동거리는 유닛 입력 커넥터(UIC)의 길이보다 짧다. 보다 자세하게는, 마이크로 스위치(66)가 온되기까지의 레버(66a)의 회동거리는 백플레인(4)의 입력 커넥터(SIC)의 암놈부내에 삽입된 유닛 입력 커넥터(UIC)의 길이보다 짧다고 할 수 있다. 도 11에서는 레버(66a)의 회동거리 및 유닛 입력 커넥터(UIC)의 길이에 대한 참조부호를 부여하지 않았지만, 레버(66a)의 회동거리의 경우 동종업계에 종사하는 자라면 도 10과 도 11에서 레버(66a)의 회동 정도를 비교하여 보면 쉽게 알 수 있다. 유닛 입력 커넥터(UIC)의 길이는 도 7에서의 L1과 동일하다. 이에 의해, 차단기 유닛(2)이 서포터의 백플레인(4)으로부터 물리적으로 완전히 탈거되기 전에 차단기 유닛(2)이 탈거되고 있음을 검출할 수 있다. 즉, 레버(66a)가 가압 해제됨에 따라 회동된 거리는 차단기 유닛(2)의 입력 커넥터(UIC)의 길이보다 짧기 때문에 차단기 유닛(2)이 완전히 탈거되기 전에 차단기 유닛(2)이 탈거되고 있음을 검출할 수 있다. 마이크로 스위치(66)의 온(ON) 신호(검출신호)는 트리거부(14)에게로 전달된다. 트리거부(14)는 온신호에 상응하는 트리거신호를 생성하여 전력 공급 차단 명령부(16)에게로 보낸다. 전력 공급 차단 명령부(16)를 구성하는 전력 반도체 소자는 트리거신호에 의해 트리거된다. 이로써, 차단기(6)의 트립 코일(20)에 전류가 흐르게 되어 트립 코일(20)이 작동된다. 트립 코일(20)의 작동에 의해 차단기(6)가 오픈된다. 여기서, 차단기(6)의 오픈이라 함은 차단기(6)의 핸들(22)이 자동으로 오프(OFF)상태로 됨을 의미한다.

이와 같이 제 2실시예에서는 마이크로 스위치(66)와 이젝터(60)를 포함하여 검출부(12)를 구현시킴으로써, 차단기 유닛(2)의 탈거를 쉽게 검출할 수 있게 된다. 이와 같은 제 2실시예의 검출부(12)를 포함하는 전력 자동 차단장치(10)가 차단기 유닛(2)에 설치됨에 따라, 전원이 입력되고 차단기(6)가 켜진(ON) 상태에서 차단기 유닛(2)을 서포터(1)로부터 탈거하는 경우이더라도 차단기(6)에 공급되는 전력을 자동으로 차단할 수 있게 된다. 그리하여, 전력용 커넥터에서의 스파크 발생 등의 불의의 사고를 미연에 방지할 수 있게 된다.

또한, 상술한 제 2실시예는 도 8과 같은 구성을 추가로 포함할 수 있다. 이에 의해, 복수의 핀의 돌출 길이가 일정한 종래의 커넥터에 비하여 상이한 구조이므로 차단기 유닛(2)을 서포터(1)에 장착할 때에도 커넥터 접속으로 인한 스파크의 발생을 현저하게 감소시킬 수 있다.

(제 3실시예)

도 12는 본 발명의 제 3실시예에 따른 차단기 유닛을 설명하기 위한 도면으로서, 포토 인터럽터와 로드를 이용하여 차단기 유닛이 서포터의 백플레인에 장착되는 모습을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 도 13은 도 12의 C-C선의 단면도로서, 포토 인터럽터가 오프(OFF)인 상태를 설명하기 위한 개략적인 도면이다. 도 14는 도 12의 C-C선의 단면도로서, 포토 인터럽터가 온(ON)인 상태를 설명하기 위한 개략적인 도면이다. 이하에서는 도 1 내지 도 4의 구성요소와 동일 또는 동등한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하고, 그들에 대한 설명은 생략한다.

제 3실시예의 검출부(12)는 포토 인터럽터(80) 및 로드(70)를 포함한다.

포토 인터럽터(80)는 차단기 유닛(2)의 내부 예를 들어 PCB(도시 생략)상에 설치된다.

로드(70)는 일단이 볼트(71) 등에 의해 백플레인(4)에 고정되고, 타단은 차단기 유닛(2)의 후면의 구멍(72)을 통해 포토 인터럽터(80)에 삽탑(즉, 삽입 및 탈출)된다.

도 13에서와 같이, 차단기 유닛(2)이 서포터의 백플레인(4)에 완전히 장착되었을 때에는 로드(70)가 차단기 유닛(2)내의 포토 인터럽터(80)에 삽입되어 있다. 이 경우에는 차단기의 트립 코일(20)에는 전류가 흐르지 않게 되어, 차단기(6)가 정상적으로 동작하는 상태(쇼트 상태)가 된다.

반대로, 도 14에서와 같이 차단기 유닛(2)을 서포터의 백플레인(4)으로부터 탈거할 때(즉, 캡티브 스크루(40)를 풀어서 차단기 유닛(2)을 서포터의 백플레인(4)으로부터 분리할 때)에는 차단기 유닛(2)이 전방으로 탈거된다. 그에 따라, 로드(70)가 삽입되어 있던 포토 인터럽터(80)도 전방으로 함께 이동하게 되어 포토 인터럽터(80)가 온(ON) 상태로 된다. 도 14의 경우, 포토 인터럽터(80)가 온되기까지의 로드(70)의 탈출 길이는 유닛 입력 커넥터(UIC)의 길이(L3)보다 짧다. 보다 자세하게는, 포토 인터럽터(80)가 온되기까지의 로드(70)의 탈출 길이는 포토 인터럽터(80)의 폭(L4) 이상이되 유닛 입력 커넥터(UIC)의 길이(L3) 보다 짧다고 할 수 있다. 이에 의해, 차단기 유닛(2)이 서포터의 백플레인(4)으로부터 물리적으로 완전히 탈거되기 전에 차단기 유닛(2)이 탈거되고 있음을 검출할 수 있다. 즉, 차단기 유닛(2)의 유닛 입력 커넥터(UIC)가 서포터의 백플레인(4)의 입력 커넥터(SIC)로부터 완전히 탈거되기 전에 로드(70)가 포토 인터럽터(80)로부터 탈출하게 되므로, 차단기 유닛(2)이 완전히 탈거되기 전에 차단기 유닛(2)이 탈거되고 있음을 검출할 수 있다.

포토 인터럽터(80)의 온(ON) 신호(검출신호)는 트리거부(14)에게로 전송된다. 트리거부(14)는 온신호에 상응하는 트리거신호를 생성하여 전력 공급 차단 명령부(16)에게로 보낸다. 전력 공급 차단 명령부(16)를 구성하는 전력 반도체 소자는 트리거신호에 의해 트리거된다. 이로써, 차단기(6)의 트립 코일(20)에 전류가 흐르게 되어 트립 코일(20)이 작동된다. 트립 코일(20)의 작동에 의해 차단기(6)가 오픈된다. 여기서, 차단기(6)의 오픈이라 함은 차단기(6)의 핸들(22)이 자동으로 오프(OFF)상태로 됨을 의미한다.

이와 같이 제 3실시예에서는 포토 인터럽터(80)와 로드(70)를 포함하여 검출부(12)를 구현시킴으로써, 차단기 유닛(2)의 탈거를 쉽게 검출할 수 있게 된다. 이와 같은 제 3실시예의 검출부(12)를 포함하는 전력 자동 차단장치(10)가 차단기 유닛(2)에 설치됨에 따라, 전원이 입력되고 차단기(6)가 켜진(ON) 상태에서 차단기 유닛(2)을 서포터(1)로부터 탈거하는 경우이더라도 차단기(6)에 공급되는 전력을 자동으로 차단할 수 있게 된다. 그리하여, 전력용 커넥터에서의 스파크 발생 등의 불의의 사고를 미연에 방지할 수 있게 된다.

또한, 상술한 제 3실시예는 도 8과 같은 구성을 추가로 포함할 수 있다. 이에 의해, 복수의 핀의 돌출 길이가 일정한 종래의 커넥터에 비하여 상이한 구조이므로 차단기 유닛(2)을 서포터(1)에 장착할 때에도 커넥터 접속으로 인한 스파크의 발생을 현저하게 감소시킬 수 있다.

한편, 본 발명은 상술한 실시예로만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 기술사상 역시 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 한다.

1 : 서포터(셀프) 2 : 차단기 유닛
4 : 백플레인 6 : 차단기
7 : 프론트 패널 10 : 전력 자동 차단장치
12 : 검출부 14 : 트리거부
16 : 전력 공급 차단 명령부 20 : 트립 코일
40 : 캡티브 스크루 50 : 브래킷
60 : 이젝터 70 : 로드
80 : 포토 인터럽터

Claims (14)

1. 전력분배장치의 서포터의 백플레인에 커넥터를 통해 결합되는 차단기 유닛에 설치되는 전력 자동 차단장치로서,
   상기 차단기 유닛이 상기 백플레인으로부터 탈거되고 있음을 검출하는 검출부;
   상기 검출부로부터의 검출신호에 근거하여 트리거신호를 발생시키는 트리거부; 및
   상기 트리거신호에 근거하여 상기 차단기 유닛의 차단기에 대한 전력 공급을 차단시키는 명령을 출력하는 전력 공급 차단 명령부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 자동 차단장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 검출부는,
   일단이 상기 차단기 유닛의 외부에 위치하고 타단이 상기 차단기 유닛의 내부에 위치한 브래킷; 및
   상기 브래킷의 타단에 스위치 노브가 접촉되고, 상기 브래킷의 일단의 구멍을 통해 상기 차단기 유닛의 프론트 패널을 상기 백플레인에 체결하는 체결부재의 체결 여부에 따라 온 또는 오프되는 푸시버튼 스위치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 자동 차단장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 푸시버튼 스위치는 상기 체결부재가 체결해제됨에 따라 상기 스위치 노브가 상기 브래킷의 타단을 상기 차단기 유닛의 프론트 패널쪽으로 밀게 되어 온되는 것을 특징으로 하는 전력 자동 차단장치.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 푸시버튼 스위치가 온되기까지의 상기 스위치 노브의 돌출 길이는 상기 차단기 유닛의 커넥터의 길이보다 짧은 것을 특징으로 하는 전력 자동 차단장치.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 검출부는,
   레버의 회동여부에 의해 온 또는 오프되는 마이크로 스위치; 및
   상기 차단기 유닛의 프론트 패널의 관통구멍을 통해 상기 레버에 접촉되어 가압하는 돌출부가 형성된 손잡이를 갖춘 이젝터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 자동 차단장치.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 마이크로 스위치는 상기 돌출부가 상기 레버와의 접촉을 해제함에 따라 상기 레버가 회동되어 온되는 것을 특징으로 하는 전력 자동 차단장치.
7. 청구항 5에 있어서,
   상기 마이크로 스위치가 온되기까지의 상기 레버의 회동거리는 상기 차단기 유닛의 커넥터의 길이보다 짧은 것을 특징으로 하는 전력 자동 차단장치.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 검출부는,
   상기 차단기 유닛에 설치된 포토 인터럽터; 및
   상기 백플레인에 설치되고, 상기 차단기 유닛의 탈거 여부에 따라 상기 포토 인터럽터에 대해 삽입 또는 탈출되는 로드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 자동 차단장치.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 포토 인터럽터는 상기 로드의 타단이 탈출하면 온되는 것을 특징으로 하는 전력 자동 차단장치.
10. 청구항 8에 있어서,
    상기 포토 인터럽터가 온되기까지의 상기 로드의 탈출길이는 상기 포토 인터럽터의 폭 이상이고 상기 차단기 유닛의 커넥터의 길이보다 짧은 것을 특징으로 하는 전력 자동 차단장치.
11. 청구항 1에 있어서,
    상기 전력 공급 차단 명령부는 전력 반도체 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 자동 차단장치.
12. 청구항 1 내지 청구항 11중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 서포터의 백플레인은 상호 다른 돌출 길이를 갖는 두 개 이상의 입력 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 자동 차단장치.
13. 청구항 1 내지 청구항 11중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 차단기 유닛은 상호 다른 돌출 길이를 갖는 두 개 이상의 입력 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 자동 차단장치.
14. 청구항 1 내지 청구항 11중의 어느 한 항에 기재된 전력 자동 차단장치; 및
    상기 전력 자동 차단장치에 의해 전력을 차단하는 차단기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차단기 유닛.
    

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